USB 3.0, 3.1, 3.2 e USB4: velocità e nomi decifrati

USB 3.2 Gen 2 è un collegamento a 10 Gbps. Questo singolo fatto districa gran parte della confusione: i numeri nei nomi USB sono le velocità, e le generazioni sono rinominazioni della stessa tecnologia. USB 3.0 è diventato USB 3.1 Gen 1, poi USB 3.2 Gen 1, e tutti e tre sono a 5 Gbps. USB 3.1 Gen 2 è diventato USB 3.2 Gen 2, ed entrambi sono a 10 Gbps. USB4 è un progetto diverso che parte da 20 Gbps e arriva a 40 Gbps o 80 Gbps. Il connettore all’estremità - di solito USB-C - non dice nulla sulla velocità.

Tutti i nomi USB 3 in una tabella

La tabella seguente è tutta la storia delle rinominazioni. Una porta o un cavo venduto con un nome più vecchio non è più lento di uno venduto con un nome più nuovo; è cambiato il nome, non il silicio.

USB 3.2 Gen 1 e Gen 2 sono gli stessi fili e le stesse porte di USB 3.0 e USB 3.1 Gen 2. La versione 2x2 è quella strana: usa due corsie da 10 Gbps contemporaneamente, motivo per cui richiede USB-C e non può funzionare su un connettore Type-A. USB4 Versione 2.0 può trasferire 120 Gbps in una direzione per i display, sacrificando il percorso di ritorno.

Cosa significavano i colori delle porte

Gli inserti blu una volta contrassegnavano le porte USB 3.0, e il turchese o il rosso a volte indicavano velocità superiori o la ricarica sempre attiva. Quei colori non sono mai stati parte della specifica, e i produttori li usavano con larghezza. Una porta blu oggi può essere a 5 Gbps, 10 Gbps o solo per la ricarica. L’unica etichetta affidabile è la velocità stampata accanto alla porta, o il manuale. USB-IF ora richiede nomi come USB 5Gbps, USB 10Gbps, USB 20Gbps, USB 40Gbps e USB 80Gbps, che dicono esattamente cosa fa la porta.

USB 3.0 vs 3.1 vs 3.2: cosa è cambiato davvero

USB 3.0 è arrivato nel 2008 a 5 Gbps. USB 3.1 ha aggiunto una modalità a 10 Gbps e ha rinominato la vecchia modalità a 5 Gbps Gen 1. USB 3.2 ha riunito entrambe sotto un unico documento e ha aggiunto la modalità a due corsie da 20 Gbps, rinominando di nuovo le modalità più vecchie. Nulla di un dispositivo USB 3.0 è cambiato quando sono cambiati i nomi.

Questo conta quando si acquista. Una dock pubblicizzata come USB 3.2 può essere una dock a 5 Gbps, perché USB 3.2 Gen 1 è una descrizione valida per 5 Gbps. Un’unità pubblicizzata come USB 3.2 Gen 2 è a 10 Gbps. Leggete la generazione e il numero di corsie, non il numero di versione.

Cosa serve davvero a un’unità o a una dock

Un SSD SATA si ferma ben sotto i 5 Gbps, quindi una porta a 5 Gbps è sufficiente. Un’unità NVMe veloce in un enclosure può usare 10 Gbps, e un collegamento a 20 Gbps o 40 Gbps aiuta solo se l’unità stessa sostiene quella velocità. Una dock con due display 4K, Ethernet e lettori di schede ha bisogno più della larghezza di banda per i display che di quella per i dati, ed è qui che USB4 e Thunderbolt si guadagnano il loro posto. Per una semplice tastiera, mouse o stampante, qualsiasi porta USB va bene.

USB4, Thunderbolt e la questione dei 40 Gbps

USB4 è costruito sul protocollo Thunderbolt 3, che Intel ha contribuito a USB-IF nel 2019. USB4 funziona a 20 Gbps o 40 Gbps. Thunderbolt 3 (2015) è a 40 Gbps su USB-C e fornisce fino a 15 W per i dispositivi alimentati dal bus. Thunderbolt 4 (2020) è anch’esso a 40 Gbps, con PCIe a 32 Gbps, due display 4K o uno 8K, e ricarica del laptop fino a 100 W su almeno una porta. Thunderbolt 5 (2023) funziona a 80 Gbps in entrambe le direzioni, fino a 120 Gbps in una direzione per i display, PCIe a 64 Gbps, e ricarica fino a 240 W. I cavi Thunderbolt 4 e 5 funzionano anche come cavi USB-C per dati e ricarica. Le differenze in ciò che ciascuno garantisce sono illustrate in Thunderbolt 3, 4 e 5 vs USB4.

Limiti di lunghezza dei cavi per velocità

Velocità e lunghezza si scambiano a vicenda. La specifica fornisce questi limiti per i cavi USB Type-C:

I cavi USB 2.0 arrivano fino a 5 m (16 ft) per segmento, e con fino a 5 hub in catena, fino a 30 m (98 ft) in totale. Un controller host indirizza fino a 127 dispositivi. I cavi passivi USB 3.x con connettori Type-A o Type-B sono comunemente venduti fino a 3 m (10 ft); i cavi di estensione attivi e ottici vanno oltre. L’insieme completo dei limiti, inclusi hub ed estensioni, è su lunghezza massima dei cavi USB.

Alimentazione: cosa possono fornire una porta e un cavo

Una porta USB 2.0 fornisce 500 mA a 5 V (2,5 W). USB 3.x fornisce 900 mA (4,5 W), e USB Battery Charging 1.2 consente fino a 1,5 A (7,5 W). USB-C a 5 V può fornire 1,5 A (7,5 W) o 3 A (15 W).

USB Power Delivery va oltre. Lo Standard Power Range arriva fino a 100 W (20 V a 5 A) usando tensioni fisse di 5 V, 9 V, 15 V e 20 V. PD 3.1 (2021) Extended Power Range arriva fino a 240 W (48 V a 5 A), aggiungendo 28 V, 36 V e 48 V. Ogni cavo USB-C a USB-C deve sopportare 3 A, che sono 60 W a 20 V. Correnti superiori a 3 A richiedono un cavo da 5 A con chip e-marker: cavi da 100 W e cavi EPR da 240 W. Un laptop che si ricarica a 100 W non si ricaricherà a piena velocità da un cavo senza e-marker, anche se il caricatore è classificato per farlo.

Cosa va storto

Un cavo USB-C che ricarica un telefono può essere un cavo USB 2.0 a 480 Mbps. USB-C è un connettore, non una velocità, e il cavo all’interno può trasportare solo la vecchia coppia dati. Ecco perché un’unità che funziona a 10 Gbps con un cavo va a rilento con un altro. Le differenze sono illustrate in perché i cavi USB-C non sono tutti uguali.

Un’unità a 10 Gbps su una porta a 5 Gbps funziona comunque, a 5 Gbps. Il collegamento negozia verso il basso, quindi il problema è di prestazioni, non di guasto. Lo stesso accade con una dock a 40 Gbps su una porta a 10 Gbps: i display possono ridursi a uno, o la risoluzione può calare.

I cavi passivi lunghi ad alta velocità sono l’altro guasto comune. Un cavo USB 10Gbps da 3 m è fuori specifica, e l’unità può disconnettersi sotto carico o non apparire affatto. Esistono cavi attivi o ottici per quelle tratte.

Un caricatore e un dispositivo possono accordarsi sulla potenza e non accordarsi sui dati. I cavi USB-C solo per la ricarica non hanno alcuna coppia dati. Se un dispositivo non viene visto da un computer, provate il cavo fornito con un’unità invece di quello di un caricatore.

Infine, un dispositivo USB4 o Thunderbolt su una semplice porta USB 3.2 di solito ripiega sul comportamento USB 3.2. Sia la porta che il cavo devono supportare la modalità superiore perché venga usata.

Scegliere in base a ciò che è collegato

Per una tastiera, un mouse, una stampante o un’interfaccia audio, USB 2.0 è sufficiente e qualsiasi cavo va bene. Per un enclosure per SSD SATA, 5 Gbps bastano; per NVMe, 10 Gbps o 20 Gbps. Per una dock che pilota due display, cercate USB4 o Thunderbolt 4 o 5, e controllate le uscite display che la dock fornisce effettivamente. Per ricaricare un laptop, abbinate il wattaggio e usate un cavo con e-marker per qualsiasi cosa sopra i 60 W.

Quando una porta non è etichettata, il manuale o l’albero USB del sistema mostreranno la velocità. Il nome sulla confezione è la guida meno affidabile, perché lo stesso collegamento a 5 Gbps è stato venduto con tre nomi diversi.